Винтовые электромеханические подъемники

Они могут быть 1 -, 2 -, 4 - и 6 - стоечными, грузоподъемностью от 1,5 до 14 т. Двухстоечный напольный подъемник (П-133) состоит из двух коробчатых стоек 1 (рис. 32) и поперечины 2. В каждой стойке размещен ходовой винт 3, по которому перемещается грузоподъемная гайка 4 с раздвижными подхватами 5. Ходовые винты приводятся во вращение от электродвигателя 6 через редуктор 7, установленный на одной из стоек. Вращение на другой винт передается с помощью цепной передачи 8, смонтированной внутри поперечины 2.

Подъемник крепится к полу анкерными болтами 9. Упорные ролики 10 освобождают винт от изгибающих усилий. Выпускаются также 4-стоечные (П-150) и 6-стоечные подъемники (П-102), которые используются для вывешивания грузовых автомобилей и автобусов. Существуют одностоечные подъемники П-238 и П-252, которые используются в комплекте из 4 или 6 стоек. Эти стойки передвижные и могут быть установлены в любом помещении с ровным полом. Управление работой стоек осуществляется с передвижного пульта, обеспечивающего их синхронную работу.

Рис 32. Винтовой электромеханический подъемник: 1 – стойка; 2 - поперечина; 3 – винт; 4 – гайка; 5 – подхват; 6 – электродвигатель; 7 – редуктор; 8 – цепная передача; 9 – анкерный болт

В рассмотренных подъемниках вращаются винты, а гайки неподвижны. Имеется конструкция подъемников с неподвижными винтами и вращающимися гайками. В этом случае электродвигатель и редуктор устанавливаются на подъемной раме, а вращение гаек осуществляется цепной передачей, смонтированной в пустотелой коробке подъемной рамы. Главным преимуществом электромеханических винтовых подъемников является их надежность и безопасность в работе, весьма простое устройство. К недостаткам следует отнести низкий КПД, необходимость тщательного ухода за грузовыми винтами, их периодической очистки и смазки.

Расчет электромеханических подъемников во многом аналогичен расчету винтовых домкратов. Однако есть и отличия. В подъемниках с вращающимся ходовым винтом для исключения воздействия изгибающих моментов на грузоподъемную гайку применяют опорные ролики (рис. 33). Нагрузка на один винт (на одну стойку) подъемника, Н,

Q = M_agK_p/n, (175)

где n - число стоек;

M_a - масса автомобиля, кг;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

К_р= 1,1… 1,3 - коэффициент неравномерности распределения нагрузки по стойкам. Большее значение К_р берется для 4- стоечных, а меньшее – для 2- стоечных подъемников.

Длина плеча подхвата, Н,

CD = (B + L)/4, (176)

где B - ширина автомобиля, м;

L = 0,25… 0,4 - запас по ширине на сторону, м. Меньшее значение L берется для легковых автомобилей.

Диаметр роликов d берут в пределах 0,05...0,07 м. Можно задаться расстоянием АК и определить длину роликов. Можно поступить наоборот. Обычно АК = 0,3...0,5 CD, СК = 0,5...0,7АК.

Силы, действующие на ролики, определяют исходя из системы уравнений

ΣМа = RКАК - QCD = 0		(177)
Σх = RА - RК = 0

Отсюда R_K = QCD/AK;

R_A = R_К независимо от соотношения размеров АК и СК.

Если ролик и направляющая поверхность ролика не обработаны термически, они рассчитываются на смятие. Но при этом допускаемые напряжения сравнительно малы и ролики по длине и диаметру получаются очень большими. Поэтому, как правило, контактирующие поверхности подвергаются термообработке и рассчитываются по контактным напряжениям

[σ_к] ≤ 0,418(qЕ_пр/ρ_пр)^1/2, (178)

где Е_пр = 2Е₁Е₂/(Е₁ + Е₂) - приведенный модуль упругости;

ρ_пр - приведенный радиус кривизны;

q - распределенная нагрузка.

Если ролик и направляющая изготовлены из одинакового материала, то Е₁ = Е₂ = Е_пр,

1/ ρ_пр = 1/r₁ + 1/r₂, (179)

где r₁ - радиус ролика;

r₂ - радиус направляющей. Если r₂ = ∞, то

1/ ρ_пр = 1/r₁.

После подстановки полученных результатов в уравнение (178) и замены r₁ через d/2

q ≤ [σ_к]²d/(2·0,174ES), (180)

где S = 1,2… 1,3 - коэффициент запаса;

[σ_к] = 2,8σ_т при объемной закалке;

[σ_к] = 50 10⁶ (НRС) – при закалке ТВЧ;

[σ_к] = 40 10⁶ (НRС) – при цементизации и азотировании поверхностей. Здесь HRC - твердость поверхностей по Роквеллу.

Рис. 33. Схема действия сил на опорные ролики

Рис. 34. Верхняя опора грузового винта

Для качественных конструкционных сталей σ_т = 650 10⁶ Н/м², а после термообработки HRC = 45... 56 ед.

Длина ролика 650-10, м,

l = R_К/q, (181)

Ролики в процессе качения по направляющим создают дополнительное усилие на винте, Н,

Q_д = R_Кfz, (182)

где f = 0,01 - коэффициент трения качения;

z = число роликов в стойке.

Уточненное усилие на винте, Н,

Q_у =Q + Q_д. (184)

Далее следует расчет, аналогичный расчету винта домкрата. Длина винта принимается равной высоте подъема автомобиля. Винт на устойчивость не считается, так как обычно он выполняется висячим, с опорой в верхней его части (рис. 34). В качестве опоры используются упорные или радиально-упорные подшипники, или сборные узлы из упорных и радиальных подшипников. Поэтому при расчете крутящего момента, прилагаемого к винту, Нм,

М_кр = Q_у(d_ср/2)tg(β + ρ) + Q_уf₁(d_п/2), (184)

где f₁ = 0,01 – коэффициент трения качения, а d_п - диаметр дорожки тел качения упорного подшипника, м.

Так как частота вращения вала невелика, подбор подшипника ведется но статической грузоподъемности

Q_с > Q_y. (185)

Скорость подъема V принимается равной 1,5... 2 м/мин.

Частота вращения винта

n = V/p. (186)

Задаваясь частотой вращения ротора электродвигателя 750, 1000, 1500 или 3000 об/мин, определяют передаточное число от электродвигателя к винту

i = n_дв/n. (187)

Если i ≤ 4, можно использовать для передачи момента от электродвигателя к винту клиноременную передачу. В противном случае необходимо подобрать редуктор.

Мощность электродвигателя одной стойки, Вт,

N = М_крω/η_м = М_крπn/30η_м, (188)

где η_м - механический КПД трансмиссии. При использовании клиноременной передачи η_м = 0,96. Если установлен редуктор, принимается η_м, указанный в справочнике. Если на несколько стоек используется 1 привод, а ходовые винты соединены цепной передачей, то, Вт,

N_эл = zN/η_ц, (189)

где z – число стоек;

η_ц – КПД цепной передачи.

Дата добавления: 2014-11-29